內(nèi)存分配——靜態(tài)存儲區(qū) 棧 堆

一熊咽、內(nèi)存基本構(gòu)成

可編程內(nèi)存在基本上分為這樣的幾大部分:靜態(tài)存儲區(qū)、堆區(qū)和棧區(qū)闹丐。他們的功能不同横殴,對他們使用方式也就不同。

靜態(tài)存儲區(qū):內(nèi)存在程序編譯的時候就已經(jīng)分配好卿拴,這塊內(nèi)存在程序的整個運行期間都存在衫仑。它主要存放靜態(tài)數(shù)據(jù)、全局數(shù)據(jù)和常量堕花。

棧區(qū):在執(zhí)行函數(shù)時文狱,函數(shù)內(nèi)局部變量的存儲單元都可以在棧上創(chuàng)建,函數(shù)執(zhí)行結(jié)束時這些存儲單元自動被釋放缘挽。棧內(nèi)存分配運算內(nèi)置于處理器的指令集中瞄崇,效率很高呻粹,但是分配的內(nèi)存容量有限。

堆區(qū):亦稱動態(tài)內(nèi)存分配苏研。程序在運行的時候用malloc或new申請任意大小的內(nèi)存等浊,程序員自己負責在適當?shù)臅r候用free或delete釋放內(nèi)存。動態(tài)內(nèi)存的生存期可以由我們決定摹蘑,如果我們不釋放內(nèi)存筹燕,程序?qū)⒃谧詈蟛裴尫诺魟討B(tài)內(nèi)存。 但是衅鹿,良好的編程習慣是:如果某動態(tài)內(nèi)存不再使用庄萎,需要將其釋放掉,否則塘安,我們認為發(fā)生了內(nèi)存泄漏現(xiàn)象糠涛。

代碼區(qū):存放函數(shù)體的二進制代碼

文字常量區(qū)? —常量字符串就是放在這里的。 程序結(jié)束后由系統(tǒng)釋放

函數(shù)指針指向Code區(qū)兼犯,是程序運行的指令代碼忍捡,數(shù)據(jù)指針指向Data,Heap,Stack區(qū),是程序依賴以運行的各種數(shù)據(jù)

在文件作用域聲明inline函數(shù)默認為static存儲類型,const常量默認為static存儲切黔,如果加上extern砸脊,則為外部存儲類型。

二纬霞、三者之間的區(qū)別

我們通過代碼段來看看對這樣的三部分內(nèi)存需要怎樣的操作和不同凌埂,以及應該注意怎樣的地方。

例一:靜態(tài)存儲區(qū)與棧區(qū)

char* p = “Hello World1”;

char a[] = “Hello World2”;

p[2] = ‘A’;

a[2] = ‘A’;

char* p1 = “Hello World1;”

這個程序是有錯誤的诗芜,錯誤發(fā)生在p[2] = ‘A’這行代碼處瞳抓,為什么呢,是變量p和變量數(shù)組a都存在于棧區(qū)的(任何臨時變量都是處于棧區(qū)的伏恐,包括在main()函數(shù)中定義的變量)孩哑。但是,數(shù)據(jù)“Hello World1”和數(shù)據(jù)“Hello World2”是存儲于不同的區(qū)域的翠桦。

因為數(shù)據(jù)“Hello World2”存在于數(shù)組中横蜒,所以,此數(shù)據(jù)存儲于棧區(qū)销凑,對它修改是沒有任何問題的丛晌。因為指針變量p僅僅能夠存儲某個存儲空間的地址,數(shù)據(jù)“Hello World1”為字符串常量斗幼,所以存儲在靜態(tài)存儲區(qū)澎蛛。雖然通過p[2]可以訪問到靜態(tài)存儲區(qū)中的第三個數(shù)據(jù)單元,即字符‘l’所在的存儲的單元孟岛。但是因為數(shù)據(jù)“Hello World1”為字符串常量瓶竭,不可以改變,所以在程序運行時渠羞,會報告內(nèi)存錯誤斤贰。并且,如果此時對p和p1輸出的時候會發(fā)現(xiàn)p和p1里面保存的地址是完全相同的次询。換句話說荧恍,在數(shù)據(jù)區(qū)只保留一份相同的數(shù)據(jù)

例二:棧區(qū)與堆區(qū)

char* f1()

{

char* p = NULL;

char a;

p = &a;

return p;

}

char* f2()

{

char* p = NULL:

p =(char*) new char[4];

return p;

}

這兩個函數(shù)都是將某個存儲空間的地址返回,二者有何區(qū)別呢屯吊?f1()函數(shù)雖然返回的是一個存儲空間送巡,但是此空間為臨時空間。也就是說盒卸,此空間只有短暫的生命周期骗爆,它的生命周期在函數(shù)f1()調(diào)用結(jié)束時,也就失去了它的生命價值蔽介,即:此空間被釋放掉摘投。所以,當調(diào)用f1()函數(shù)時虹蓄,如果程序中有下面的語句:

char* p ;

p = f1();

*p = ‘a(chǎn)’;

此時犀呼,編譯并不會報告錯誤,但是在程序運行時薇组,會發(fā)生異常錯誤外臂。因為,你對不應該操作的內(nèi)存(即律胀,已經(jīng)釋放掉的存儲空間)進行了操作宋光。但是,相比之下炭菌,f2()函數(shù)不會有任何問題跃须。因為,new這個命令是在堆中申請存儲空間娃兽,一旦申請成功菇民,除非你將其delete或者程序終結(jié),這塊內(nèi)存將一直存在投储。也可以這樣理解第练,堆內(nèi)存是共享單元,能夠被多個函數(shù)共同訪問玛荞。如果你需要有多個數(shù)據(jù)返回卻苦無辦法娇掏,堆內(nèi)存將是一個很好的選擇。但是一定要避免下面的事情發(fā)生:

void f()

{

char * p;

p = (char*)new char[100];

}

這個程序做了一件很無意義并且會帶來很大危害的事情勋眯。因為婴梧,雖然申請了堆內(nèi)存下梢,p保存了堆內(nèi)存的首地址。但是塞蹭,此變量是臨時變量孽江,當函數(shù)調(diào)用結(jié)束時p變量消失。也就是說番电,再也沒有變量存儲這塊堆內(nèi)存的首地址岗屏,我們將永遠無法再使用那塊堆內(nèi)存了。但是漱办,這塊堆內(nèi)存卻一直標識被你所使用(因為沒有到程序結(jié)束这刷,你也沒有將其delete,所以這塊堆內(nèi)存一直被標識擁有者是當前您的程序)娩井,進而其他進程或程序無法使用暇屋。我們將這種不道德的“流氓行為”(我們不用,卻也不讓別人使用)稱為內(nèi)存泄漏洞辣。這是我們C++程序員的大忌B誓搿!請大家一定要避免這件事情的發(fā)生屋彪。

總之所宰,對于堆區(qū)、棧區(qū)和靜態(tài)存儲區(qū)它們之間最大的不同在于畜挥,棧的生命周期很短暫仔粥。但是堆區(qū)和靜態(tài)存儲區(qū)的生命周期相當于與程序的生命同時存在(如果您不在程序運行中間將堆內(nèi)存delete的話),我們將這種變量或數(shù)據(jù)成為全局變量或數(shù)據(jù)蟹但。但是躯泰,對于堆區(qū)的內(nèi)存空間使用更加靈活,因為它允許你在不需要它的時候华糖,隨時將它釋放掉麦向,而靜態(tài)存儲區(qū)將一直存在于程序的整個生命周期中。


另外客叉,補充一篇介紹內(nèi)存分配的文章诵竭,也是轉(zhuǎn)發(fā)率很高的一篇 http://blog.csdn.net/hairetz/article/details/4141043

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